CC BY
14УДК 553.98 (571.56)
Вопросы освоения углеводородных ресурсов Восточной Сибири и Якутии на основе учета современной геодинамики недр
Н.Н. Алексеев, Б.М. Казьмин
В последнее время весьма активно обсуждаются вопросы освоения углеводородных ресурсов Восточной Сибири и Западной Якутии. В этом аспекте в связи со значительной удаленностью районов освоения от основных рынков сбыта возникают проблемы с транспортировкой нефти и газа как для внутренних потребителей, так и в страны АТР. В данной статье обсуждаются некоторые вопросы формирования инфраструктуры магистральных нефте- и газопроводов в связи с проблемами удорожания их строительства из-за высокой сейсмичности территорий по предполагаемым трассам.
Recently, questions of development of hydrocarbonic resources of Eastern Siberia and Western Yakutia are rather actively discussed. In this aspect, due to the significant remoteness of areas of development from the basic areas of sale there are the problems with transportation of oil and gas both for home consumers and countries APR. The paper deals with some questions of the formation of infrastructure of oil-and-gas mains connected with problems of rise in price of their construction because of high seismicity of territories on prospective lines of their construction.
Одни из богатейших на минеральные ресурсы частей России - Сибирь и Дальний Восток - гармонично развивают экономику Российской Федерации, обеспечивая основную долю внутренних потребностей страны во многих видах минерального сырья, прежде всего в нефти и природном газе, угле, алмазах и золоте. В частности, в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке открыты в значительных объемах энергетические ресурсы, балансовые запасы которых предварительно оценены и в некоторых случаях начато их освоение. Это нефтяные и газовые месторождения Республики Саха (Якутия), Иркутской области, Красноярского края и о. Сахалин. Здесь за исключением месторождений шельфа о. Сахалин открыты 63 месторождения нефти и газа, в том числе в Красноярском крае -21, в Иркутской области -11 и в Республике Саха (Якутия) -31.
Извлекаемые запасы нефти в них составляют 535,9 млн т и газа - 2069,8 млрд м3, в том числе: в Красноярском крае, соответственно, 174,7 млн т и 604,1 млрд м3, в Иркутской области -174,9 млн т и 425,6 млрд м3 и в Республике Саха (Якутия) -241,7 млн т и 2099,6 млрд м3 [1, 2].
Наиболее крупными месторождениями по объемам балансовых запасов нефти категорий А+В+С] являются Верхнечонское в Иркутской области и
АЛЕКСЕЕВ Николай Николаевич, к.г.-м.н., рук. сектора ИПНГ СО РАН;
КОЗЬМИН Борис Михайлович, к.г.-м.н., в.н.с. ИГАиБМ СО РАН
Талаканское в Республике Саха (Якутия), а по запасам категории С2 - Юрубчено-Тохомское в Красноярском крае.
По запасам природного газа крупнейшими являются Чаяндинское месторождение в Республике Саха (Якутия) и Ковыктинское в Иркутской области; крупными - Пойгинское, Собинское, Юруб-чено-Тохомское в Красноярском крае; Средневи-люйское, Среднетюнгское, Таас-Юряхское, Сред-неботуобинское, Верхневилючанское в Республике Саха (Якутия).
На рубеже XX и XXI веков потоки сырой нефти в значительных объемах направляются в основном на три крупных международных рынка: 30,4% мировой добычи потребления в Северную Америку; 26,4% - в Европу и 27,8% - в страны Азиатско-Тихоокеанского региона [3]. Крупнейшими импортерами сырой нефти в странах Азиатско-Тихоокеанского региона (АТР) являются Япония (более 290 млн т в год) и Южная Корея (около 100 млн т в год). Прогнозные потребности стран АТР к 2010 г. оцениваются в 810-840 млн т. В этом аспекте обращает внимание тот факт, что, по мнению специалистов, в Китае в перспективе нет существенных резервов для увеличения добычи нефти. Таким образом, емкость нефтяного рынка в странах АТР, с учетом дефицита потребности, в 2010 г. может составить 400 млн т, а в 2020 г. - 500-550 млн т [2].
Важными импортерами природного газа в Юго-Восточной Азии являются Япония, Корея, Тайвань и Таиланд. По оценкам специалистов, емкость газового рынка здесь к 2010 г. составит 200-210 млрд м3,
а к 2020 г. - 300-320 млрд м3. В то же время потребность Китая в природном газе в 2010 г. оценивается величиной около 60 млрд м3, а к 2020 г. -150-180 млрд м3 при собственной добыче в 2010 г. около 40 млрд м3, а в 2020 г. - до 100 млрд м3.
Анализ формирования и развития нефтегазового комплекса Восточной Сибири и Дальнего Востока показывает, что многие вопросы комплексного освоения подготовленных и разведанных месторождений нефти и газа в этом регионе решаются в настоящее время неоднозначно и многовариантно. В частности, к таковым относятся вопросы очередности ввода объектов освоения, источники их финансирования, порядок лицензирования перспективных участков, вопросы определения направлений проектируемых трасс трубопроводов для транспортировки углеводородного сырья в значительных объемах и т.д.
Прогнозирование последствий техногенного воздействия при освоении месторождений нефти и газа представляет значительный научный и практический интерес. Углубленные исследования в этой области могут привести к уточнению, развитию и совершенствованию системы мониторинга, повышению надежности технологических процессов и снижению риска функционирования объектов нефтегазового комплекса.
Поэтому целью настоящего исследования является рассмотрение современной геодинамики региона, в особенности территории востока Сибирской платформы, где разведаны крупные запасы природного газа и открыты крупные нефтяные месторождения на основе одной из её составных характеристик - проявлений сейсмичности, которая позволит выявить оптимальные пути освоения гигантского потенциала углеводородных ресурсов востока России.
За прошедшее столетие инструментальными наблюдениями на территории Якутии зарегистрировано свыше 35 тыс. местных землетрясений. В настоящее время сетью сейсмических станций здесь ежегодно фиксируется до 500 близких землетрясений. Их проявлениями охвачено более 1,5 млн км2, что соответствует почти половине территории Республики Саха (Якутия) и составляет около одной трети площади всех сейсмоопасных зон Российской Федерации [4, 5].
По совокупности данных установлено, что землетрясения в Якутии концентрируются в двух активных протяженных областях: сейсмотектонической зоне Черского (СЗЧ) на северо-востоке и Олек-
мо-Становой сейсмотектонической зоне (ОСЗ) на юге (рис. 1,2).
Первая из них (СЧЗ) представляет собой звено (от побережья моря Лаптевых до Камчатки) более протяженного Арктико-Азиатского пояса землетрясений, который прослеживается через акваторию Северного Ледовитого океана, северо-восток Азии, Охотское море и полуостров Камчатку к Алеутской островной дуге и соединяет проявления сейсмичности в Арктике и Тихоокеанском регионе. Арктико-Азиатский пояс отделяет Североамериканскую плиту от Евроазиатской, Охотоморской и Тихоокеанской плит на расстоянии более 10 тыс. км (врезка на рис. 1).
Вторая область (ОСЗ) является частью крупного Байкало-Станового пояса землетрясений, вытянутого на юге Сибири от озера Байкал к Охотскому морю. Пояс объединяет собственно Байкальскую рифтовую зону и продолжающую ее в субширотном направлении от р. Олекмы на восток к Уд-ской губе Охотского моря Олекмо-Становую сейсмотектоническую зону. Указанный пояс служит границей между Евроазиатской и Амурской плитами.
Ниже более подробно рассмотрены геодинамические особенности Евроазиатской плиты, восточную часть которой занимает Сибирская платформа с уже разведанными и перспективными районами на добычу углеводородов. Западная часть Сибирской платформы практически асейсмична. Ее восточная часть, испытавшая неоднократное воздействие процессов тектонической активизации в позднем мезозое и кайнозое, продолжает оставаться активной и в современное время.
Максимум активности отмечен в пределах юго-восточного ограничения Сибирской платформы. В этой части платформы на границе Алданского щита и Становой складчатой области развита сложная система левых и правых сдвигов в сочетании с надвигами и взбросами, а на границе с Байкальским рифтом - со сбросами.
Большинство местных структурных элементов, как правило, унаследованно развивается начиная с архея или раннего протерозоя. Это выражается в формировании вдоль сети разломов мощных зон катаклазитов, милонитов и диафторитов, т.е. прогибов с орогенными образованиями верхнеархейского и нижне-среднепротерозойского возраста. Многие разломы унаследованно развивались здесь на протяжении более миллиарда лет (Становой шов) и не потеряли тектонической активности до настоящего времени.
Рис. 1. Проявления сейсмичности в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке России. Кружками и точками обозначены эпицентры землетрясений с энергетическими классами К=7-1б. Н— глубина возникновения землетрясений. Белой линией показаны предполагаемые трассы нефтегазопроводов
Указанная система разломов хорошо прослеживается и на аэро-, фото- и космоснимках. Она приурочена к крупной неоднородности в земной коре, которая выражена в поле силы тяжести субширотной цепочкой максимумов и минимумов, вытянутой от р. Олекмы к Охотскому морю, В бассейне р. Олекмы, где ощущается влияние Байкальского рифта, широко развиты наледные процессы и присутствуют термальные источники с температурой до +55°С (устье р. Тунгурчи). Об активности восточного окончания названных разломов также свидетельствуют проявления кайнозойского вулканизма в Токинском Становике. Для данной территории характерен высокий тепловой поток (от 45 до 80 мвт/м2). К названной системе разломов тяготеет Олекмо-Становая сейсмическая зона (ОСЗ), в пределах которой за последние 30 лет отмечено свыше 15 тысяч землетрясений. К числу катастрофических событий, зарегистрированных здесь, относятся землетрясения: в 1958 г. с М=6,5; в 1967 г. с
М=7,0; в 1971 г. с М=5,9; в 1989 г. с М=6,6 и др. ОСЗ является восточным флангом крупнейшего в Сибири Байкало-Станового сейсмического пояса, протянувшегося из Монголии через оз. Байкал и Становую складчатую область к Охотскому морю, и определяет положение границы между Евроазиатской и Китайской литосферными плитами. Повсеместно в ОСЗ обнаружены палео и современные сейсмодислокации в виде камнепадов, оползней и обвалов, особенно на западном (бассейн р. Олекмы) и восточном (Токинский Становик) окончании этой зоны [7].
Предпатомский прогиб, где сосредоточена часть месторождений углеводородов на территории РС (Я), с юга ограничен системой Байкало-Патомского краевого шва, подразделяющегося на Пилкинскую и Жуинскую зоны разломов. В геофизических полях они выражены резкой сменой простираний магнитных и гравитационных аномалий, обусловленной различным направлением складок байкалид
108е
120е
132е
120
1 32*
Рис. 2. Сейсмическое районирование территории Республики Саха (Якутия) по карте ОСР-97 [5]. Точками показаны нефтяные и газовые месторождения [6]. Линиями обозначены изолинии балльности, отделяющие территории с воздействием землетрясений от 6 до 9 баллов
и кристаллического фундамента платформы. Зона влияния этих разломов характеризуется слабой сейсмической активностью. За время инструментальных наблюдений (~60 лет) здесь отмечено несколько десятков слабых землетрясений. Два из них имели М=4,0-4,9. Так, 8 октября 1974 г. в Березовском прогибе Сибирской платформы вблизи Бысахтахского газоконденсатного месторождения произошло ощутимое Средне-Ленское землетрясение. Эпицентр подземного толчка расположен в бассейне р. Бирюк, левом притоке р. Лены. Возможная сила толчка в эпицентре - 6 баллов. Зем-
летрясение ощущалось в Ленском, Вилюйском и Олекминском улусах РС (Я), а также в северных районах Иркутской и Читинской областей. Территориально землетрясение приурочено к Верхне-Синско-му разлому, входящему в состав Вилюйской системы разломов, которые хорошо выражены в рельефе поверхности фундамента и осадочном чехле.
Другое событие зафиксировано вблизи пос. Витим 14 ноября 1995 г. с М=4,1 с 5-балльны-ми эффектами в эпицентре. Ряд слабых местных землетрясений отмечен также на севере Патомско-го нагорья (север Иркутской области).
На последней карте сейсмического районирования Евразии ОСЗ-97 [5], составленной в ОИФЗ РАН (г. Москва), рассчитана 5% вероятность проявления расчетной интенсивности сотрясений в течение 50 лет, где район месторождения отнесен к области возможных 7-балльных воздействий (следует отметить, что названная карта является нормативной при проектировании и строительстве в сейсмоопасных районах Российской Федерации).
В настоящее время достаточно достоверно оценена долговременная повторяемость сильных землетрясений в Якутии. Так, для Олекмо-Становой сейсмической зоны на юге РС (Я) следует ожидать проявление 7-балльного землетрясения через 9 лет, 8-балльного - через 30 лет, 9-балльного - через 80 лет и 10-балльного - через 250 лет. Это примерно в два раза реже, чем для зоны Байкальского рифта
[4].
В этой связи отметим, что правительством РС (Я) предложен вариант трасс нефте- и газопроводов, на большей части своей протяженностью находящихся в едином коридоре, что позволяет существенно сократить расходы на их строительство и эксплуатацию [8]. Вариант трассы, предложенный правительством РС (Я), получил поддержку участников межрегионального совещания МПР РФ, состоявшегося 18 февраля 2004 г. в г. Якутске. Трасса, предложенная якутской стороной, практически совпадает с трассой газопровода, предлагаемой РАО «Газпром», и вариантом трассы нефтепровода, предложенного «Роснефтью». Якутский («северный») вариант трассы менее уязвим по сравнению с другими маршрутами со многих позиций — он максимально удовлетворяет условиям прохождения трассы по территории, перспективной на открытие новых месторождений, протяженность этой трассы по сейсмоопасным районам самая короткая. Так, протяженность якутского варианта трассы по зоне с повышенной сейсмичностью (8-10 баллов) составляет 1683 км, в том числе с 10-балльной -172 км, а по варианту «Транснефти» протяженность
трассы по 8-10-балльной зоне составляет 4683 км, в том числе по 10-балльной зоне - 2204 км.
Резюмируя вышеизложенное, следует подчеркнуть, что «врезка» с трубопроводов Западной Якутии с годовым объемом прокачки нефти около 26 млн т в магистральную нефтепроводную сеть «Восточная Сибирь - Тихий океан» должна быть произведена в районе станции Сковородино Амурской области, чтобы обогнуть высокосейсмичные территории севернее и северо-восточнее оз. Байкал.
Литература
1. Государственный статистический отчет по Ф-6 гр. 2004 г. Якутск, 2005.
2. Краснов О.С., Робинсон Б.В. Эффективность использования углеводородного сырья Сибирской платформы на энергетическом рынке Азиатско-Тихоокеанского региона // Природно-ресурсный потенциал Азиатской России и сопредельных стран: пути совершенствования использования: Материалы Международной конференции (Иркутск, 11-13 сентября 2002 г.). Иркутск: Изд-во Института географии СО РАН, 2002. С. 33-34.
3. Спектор Ю.И. Интеграция трубопроводных систем. Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ: Сб. научн. тр. / Ред. кол.: А.Г. Гумеров и др. Уфа: Изд-во УГНГ, 2002. С. 44-47.
4. Козьмин Б.М. Сейсмические пояса Якутии и механизмы очагов их землетрясений. М.: Наука, 1984. 192 с.
5. Карта общего сейсмического районирования Российской Федерации (ОСР-97), тип В. М 1:8 млн. М.: ОИФЗ РАН, 1998.
6. Сафронов А.Ф. Нефтяные и газовые месторождения // Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. С. 421-447.
7. Имаев B.C., Имаева ПЛ., Козьмин Б.М. Сейсмотектоника Якутии. М.: ГЕОС, 2000. 227 с.
8. Сафронов А. Ф., ОгпыАА., Алексеев Н.Н., Шадрин А.П. Принципы формирования и развития нефтегазовых трасс Восточной Сибири и Дальнего Востока // Труды П Евразийского симпозиума по прочности материалов и машин для регионов холодного климата: Пленарные доклады. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2004. С. 224-233.
-
